Лабораторная работа № 7 Изучение микроструктуры алюминия, его сплавов

Цель работы -ознакомление с составом, классификацией, маркировкой, термической обработкой, свойствами и областями применения алюминиевых сплавов.

Задачи:

1. Изучить микроструктуру алюминия и его сплавов.

2. Экспериментальное изучение влияния термической обработки на свойства дуралюмина.

Общие сведения

Свойства алюминия

Алюминий кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке. Аллотропических превращений не имеет. ГЦК решетка предопределяет высокий (с учетом, что температура плавления всего 660 °С) комплекс механических свойств алюминия, как при комнатной, так и при повышенных температурах. Алюминий относится к группе легких металлов. Его плотность – 2700 кг/м³. Он обладает высокой электрической проводимостью и теплопроводностью.

Механические свойства алюминия характеризуются низкими значениями абсолютной прочности и твердости и высокой пластичностью.

Алюминий обладает высокой химической активностью и одновременно исключительной коррозионной стойкостью. На воздухе он покрывается тонкой, но очень прочной беспористой оксидной пленкой Al₂O₃, надежно защищающей металл от дальнейшего окисления.

Чем алюминий чище, тем выше его коррозийная стойкость, пластичность, электро- и теплопроводность и тем ниже прочность и твердость. Так, литой алюминий высокой чистоты марки А955 (суммарное количество примесей 0,005 %) имеет предел прочности при растяжении 50 МПа, относительное удлинение 45 %, твердость по Бринеллю 15 HB. У алюминия марки А0 (сумма примесей 1%) те же характеристики соответственно равны 90 МПа, 30 % и 25 НВ.

Из-за низких прочностных свойств алюминий применяют лишь для ненагруженных деталей и элементов конструкций, когда от материала требуется легкость, коррозионная стойкость, пластичность, свариваемость.

Сплавы алюминия

К числу достоинств сплавов на основе алюминия относятся: малая

плотность, высокие удельные механические свойства, высокая коррозионная

стойкость, широкий температурный диапазон работы, начиная с температуры жидкого водорода, высокая вязкость разрушения, свариваемость, легкость обработки режущим инструментом.

В настоящее время алюминиевые сплавы являются важнейшим конструкционным материалом летательных аппаратов.

В качестве основных легирующих элементов в алюминиевых сплавах применяют Cu, Mg, Si, Mn, Zn, несколько реже используют Ni, Li, Ti, Be, Zr и др.

Промышленные алюминиевые сплавы базируются на ряде многокомпонентных систем: Al-Si, Al-Mg, Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mn, Al-Cu-Li, Al-Mg-Si, Al-Be-Mg, Al-Zn-Mg-Cu, Al-Mg-Si-Cu и др.

Для физико-химического взаимодействия алюминия с легирующими элементами характерна низкая (за исключением Zn), зависящая от температуры, растворимость их в алюминии. В условиях равновесия сплавы состоят из низколегированного твердого раствора и интерметаллидных фаз типа: CuAl₂ (тета--фаза), Al₂Mg₃Zn₃ (Т-фаза), Al₂CuMg (S-фаза), Mg₂Si, Al₃Mg₂ и других.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: